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任清晨 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121243400

商品编码：29729626686

包装：平装

出版时间：2014-10-01

基本信息

书名:电气控制柜设计制作——电路篇

：49.00元

售价：34.3元,便宜14.7元,折扣70

作者:任清晨

出版社：电子工业出版社

出版日期：2014-10-01

ISBN：9787121243400

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

市面上**套开关柜设计·制作·维修的实用丛书，将电气控制柜设计制作的相关国家标准、工艺规范及实际应用融于一体。一套3册,《电气控制柜设计制作——电路篇》、《电气控制柜设计制作——结构与工艺篇》、《电气控制柜设计制作——调试与维修篇》，侧重点不同，满足电气控制柜设计、生产、使用、维护人员的全方位需求。

内容提要

电气控制柜设计制作维修技能丛书”一共3册，全面介绍了电气控制柜电路设计、制作工艺及维护维修的全过程。
本书是丛书的分册，重点针对电气控制柜的电路设计，讲解了电气控制技术的发展，电气控制柜使用条件及主要性能指标，影响电气控制柜制作的因素，电气控制柜设计制作的原则、电路设计规范、电路图的设计方法及注意事项，元器件的选择原则和使用方法等。

目录

章 电气控制 （1）
1.1 概述 （1）
1.1.1 电气控制技术发展简史 （1）
1.1.1.1 人类历史的科学技术发展简史 （1）
1.1.1.2 近代工业革命的三大阶段 （1）
1.1.1.3 电气控制无处不在 （6）
1.1.2 电气控制 （7）
1.1.2.1 什么是电气控制技术 （7）
1.1.2.2 电气控制设备 （7）
1.1.2.3 电气控制设备的智能化 （10）
1.1.3 电气控制技术发展的几个阶段 （10）
1.1.3.1 开关控制电器阶段 （10）
1.1.3.2 继电控制电器阶段 （11）
1.1.3.3 数字逻辑控制阶段 （13）
1.1.3.4 电子计算机控制阶段 （13）
1.1.4 控制设备的分类 （14）
1.1.4.1 电气控制设备的分类 （15）
1.1.4.2 电气控制设备的特性 （15）
1.2 电气控制柜使用条件及主要性能指标 （16）
1.2.1 正常使用条件 （16）
1.2.1.1 周围空气温度 （17）
1.2.1.2 海拔 （17）
1.2.1.3 湿度 （17）
1.2.1.4 污染等级 （17）
1.2.1.5 振动、冲击和碰撞 （18）
1.2.1.6 供电电源 （18）
1.2.1.7 电磁兼容性（EMC） （18）
1.2.1.8 运输、储存和安置条件 （19）
1.2.1.9 安装条件 （19）
1.2.2 特殊使用条件 （19）
1.2.3 工作性能指标 （19）
1.2.3.1 额定工作制 （19）
1.2.3.2 主电路的额定值和极限值 （20）
1.2.3.3 正常负载和过载特性 （24）
1.2.3.4 短路特性 （24）
1.2.3.5 绝缘电阻与介电性能 （25）
1.2.3.6 温升 （26）
1.2.3.7 EMC环境 （26）
1.2.3.8 噪声 （26）
1.2.4 智能型控制设备要求 （26）
1.2.4.1 一般要求 （26）
1.2.4.2 功能要求 （26）
1.3 影响电气控制柜制作的因素 （27）
1.3.1 电气控制柜的制作方式 （27）
1.3.1.1 生产类型 （27）
1.3.1.2 不同生产类型的工艺特点 （28）
1.3.2 客户的要求 （29）
1.3.2.1 执行标准 （29）
1.3.2.2 控制要求 （30）
1.3.2.3 可靠性要求 （32）
1.3.2.4 寿命要求 （32）
1.3.2.5 安全性要求 （32）
1.3.3 使用条件 （33）
1.3.3.1 环境对电气控制设备的影响 （33）
1.3.3.2 机械因素对电气控制设备的影响 （33）
1.3.4 设备条件和技术水平 （34）
1.3.5 技术文件与标志 （34）
1.3.5.1 技术文件 （35）
1.3.5.2 标志 （37）
1.4 电气控制柜设计制作的原则 （38）
1.4.1 技术设计的一般原则 （38）
1.4.2 安全设计原则 （39）
1.4.2.1 人员和财产的安全性 （39）
1.4.2.2 电气产品安全设计基本要求 （40）
1.4.2.3 电气产品有哪些安全风险 （41）
1.4.2.4 应首先采用改变产品的危险性特征的方法消除安全隐患 （42）
1.4.2.5 安全技术措施选择顺序 （42）
1.4.2.6 进行电路设计和结构设计时安全性设计的优选顺序 （42）
1.4.2.7 安全设计必须考虑环境条件和应用条件，特别应考虑特殊条件 （42）
1.4.2.8 安全设计必须考虑设备在制造过程中的安全 （43）
1.4.2.9 电气控制设备安全设计方法 （43）
1.4.3 可靠性设计原则 （48）
1.4.3.1 系统的整体可靠性原则 （48）
1.4.3.2 高可靠性组成单元要素原则 （48）
1.4.3.3 具有安全系数的设计原则 （48）
1.4.3.4 高可靠性方式原则 （48）
1.4.3.5 元器件的选择对机电产品可靠性的影响 （49）
1.4.4 节能环保绿色设计原则 （49）
1.4.4.1 环保型材料的利用 （49）
1.4.4.2 节约能源设计 （50）
1.4.5 控制功能设计原则 （51）
1.4.6 可加工性、可装配性和可维修性设计原则 （52）
第2章 电气原理图设计 （54）
2.1 电气控制系统设计概述 （54）
2.1.1 控制系统概述 （54）
2.1.2 自动控制系统 （56）
2.1.2.1 自动控制系统的组成 （56）
2.1.2.2 自动控制系统的分类 （56）
2.1.2.3 自动控制系统的性能要求 （57）
2.1.2.4 自动控制线路的基本组成 （58）
2.1.2.5 常用控制方法 （59）
2.1.3 电气控制设备设计的原则与内容 （60）
2.1.3.1 电气控制设备设计的一般原则 （60）
2.1.3.2 电气控制设备设计的任务及内容 （60）
2.1.4 电气控制设备设计的一般步骤 （61）
2.1.5 电动机拖动方案的确定方法 （68）
2.2 电路图的设计方法 （71）
2.2.1 电气控制电路设计概述 （71）
2.2.1.1 电气原理图设计的内容 （71）
2.2.1.2 电气原理图设计的基本步骤 （73）
2.2.2 电气原理图的设计方法 （73）
2.2.2.1 经验设计法 （73）
2.2.2.2 逻辑设计法 （80）
2.3 电路设计的注意事项 （84）
2.3.1 电气控制电路设计中应注意的问题 （84）
2.3.2 PLC控制系统设计的注意事项 （94）
2.3.2.1 PLC控制系统设计的基本原则 （94）
2.3.2.2 PLC控制系统设计的基本内容 （94）
2.3.2.3 PLC控制系统设计的一般步骤 （95）
2.3.2.4 PLC机型的选择 （96）
2.3.3 单片机控制电路设计的注意事项 （98）
2.3.3.1 单片机控制电路设计的基本要求 （98）
2.3.3.2 单片机（MCU）选择设计要求 （99）
2.3.3.3 电源部分的设计要求 （99）
2.3.3.4 时钟设计要求 （100）
2.3.3.5 I/O口设计要求 （100）
2.3.3.6 上/下拉电阻要求 （100）
2.3.3.7 通信接口 （100）
2.4 元器件的选择原则 （101）
2.4.1 控制电器 （101）
2.4.1.1 控制电器的作用 （101）
2.4.1.2 常用低压电器的主要种类和用途 （102）
2.4.2 开关器件和元件的选择 （102）
2.4.2.1 开关器件和元件的选用原则 （103）
2.4.2.2 器件封装结构和质量等级的选择 （103）
2.4.2.3 降额设计 （103）
2.4.3 开关器件和元件参数的选择 （104）
2.4.3.1 在空载、正常负载和过载条件下接通、承载和分断电流的能力 （104）
2.4.3.2 接通、承载和分断短路电流的能力 （105）
2.4.3.3 通断操作过电压 （105）
2.4.3.4 开关器件及元件动作条件 （106）
2.4.3.5 操动器 （107）
2.4.3.6 触点位置指示 （107）
2.4.3.7 适用于隔离的电器的附加要求 （108）
2.4.3.8 具有中性极电器及控制设备的附加要求 （109）
2.4.4 控制电器接线端子的选择 （109）
2.4.4.1 接线端子的结构要求 （109）
2.4.4.2 接线端子连接导线的能力 （109）
2.4.4.3 接线端子的连接 （110）
2.4.4.4 接线端子的识别和标志 （110）
2.4.4.5 外接导线端子 （110）
第3章 电路设计规范 （112）
3.1 功能电路设计规范 （112）
3.1.1 电源及引入电源线端接法和切断开关 （112）
3.1.1.1 电源 （112）
3.1.1.2 对电子设备供电电路的要求 （113）
3.1.1.3 引入电源线端接法和切断开关 （115）
3.1.2 控制电路和控制功能 （118）
3.1.2.1 控制电路 （118）
3.1.2.2 控制功能 （120）
3.1.2.3 联锁保护 （124）
3.1.2.4 故障情况的控制功能 （125）
3.2 防护电路设计规范 （128）
3.2.1 电击防护的设计 （128）
3.2.1.1 概述 （128）
3.2.1.2 直接接触的防护 （129）
3.2.1.3 间接接触的防护 （129）
3.2.1.4 采用安全超低压（PELV）作防护 （132）
3.2.2 电气设备的保护与等电位联结 （133）
3.2.2.1 电气设备的保护 （133）
3.2.2.2 短路保护与短路耐受强度 （139）
3.2.2.3 等电位联结 （142）
3.2.3 电磁兼容性（EMC）设计 （144）
3.2.3.1 电磁兼容性设计要求 （144）
3.2.3.2 提高电磁兼容性（EMC）的措施 （146）
3.3 电路原理图的绘制 （147）
3.3.1 电气制图规则 （147）
3.3.1.1 电路图的组成 （147）
3.3.1.2 电气原理图符号位置的索引 （148）
3.3.1.3 元器件的标注方法 （149）
3.3.1.4 电气原理图的绘制原则 （149）
3.3.2 电气原理图绘制工具 （151）
3.3.2.1 CAD绘图软件 （151）

作者介绍

任清晨,高级工程师,40多年的工控行业从业经历,具备丰富的维修、设计及培训经验。退休后在保定科诺伟业控制设备有限公司任技术顾问。

文摘

序言

电气控制柜设计制作——电路篇：开启智能制造的基石 在这日新月异的工业自动化浪潮中，电气控制柜扮演着至关重要的角色，它是无数机械设备得以精准、高效运作的“大脑”和“神经系统”。《电气控制柜设计制作——电路篇》正是这样一本深入浅出的技术指南，旨在为读者系统性地剖析电气控制柜的核心——电路的设计与制作。本书不仅是一本技术手册，更是一扇通往理解现代工业控制原理的窗口，为工程师、技术人员、学生以及所有对电气控制领域怀有探索精神的读者提供了一条清晰的学习路径。 本书的起点，是对电气控制柜基础知识的扎实铺垫。在正式深入电路设计之前，我们首先会建立一个清晰的认知框架，理解电气控制柜在整个自动化系统中的定位与职能。这包括对不同类型工业场景下控制柜的功能需求进行分析，例如生产线自动化、设备单体控制、能源管理系统等，从而引出不同控制柜在设计侧重点上的差异。我们不会止步于理论概念，而是会结合实际应用，通过图文并茂的方式，展示不同规格、不同应用场景下控制柜的典型结构与布局。了解这些宏观层面的信息，有助于读者在后续深入电路设计时，能够更好地把握整体设计思路，理解每一个电路模块的功能与相互关系。 紧接着，我们将聚焦于构成电气控制柜电路的核心要素——元器件。本书将对各类常用的电气元器件进行详尽的介绍，包括但不限于：断路器、接触器、继电器、熔断器、变频器、PLC（可编程逻辑控制器）、传感器、执行器、开关电源、指示灯、按钮、端子排等。对于每一种元器件，我们都会从其基本原理、技术参数、选型依据、安装注意事项、常见故障排除等方面进行深入讲解。例如，在介绍接触器时，我们会详细分析其线圈电压、触点类型、额定电流、机械寿命等关键参数，并结合实际应用场景，指导读者如何根据负载特性选择合适的接触器。在PLC部分，我们会触及不同品牌、不同系列PLC的特点，以及其在控制逻辑中的核心作用。对于传感器和执行器，我们会重点介绍其信号类型（模拟量、数字量）、工作原理、连接方式以及在不同检测与控制任务中的具体应用。本书力求做到，让读者在阅读过程中，不仅能认识这些元器件，更能理解它们是如何协同工作的，并且能够根据实际需求，做出科学合理的选型决策。 电气控制柜的电路设计，是本书的核心内容。我们将系统性地讲解电路设计的基本流程与方法。首先，从需求分析入手，如何将一个复杂的工艺流程转化为可执行的电气控制逻辑。这包括对工艺图、流程图的解读，以及如何将其转化为控制系统的功能需求。在此基础上，我们将详细介绍原理图的设计。原理图是电气控制柜的“灵魂”，它直观地展现了所有元器件的连接关系和信号流向。本书将通过大量实际案例，演示如何绘制标准、清晰、易于理解的原理图。我们会重点讲解各类控制逻辑的实现，例如顺序控制、联动控制、安全保护逻辑、报警逻辑等。读者将学习到如何运用接触器、继电器、PLC等不同层级的控制元件来实现这些逻辑。 在原理图设计完成后，下一步就是进行详细的布线设计，也就是根据原理图生成实际的布线图（也称接线图）。布线图是指导现场安装与接线的重要依据，其清晰度和准确性直接影响到控制柜的制作质量和运行稳定性。本书将详细介绍布线图的设计原则，包括导线颜色规范、导线截面积计算、端子排的编号与分配、接地方式、屏蔽线的使用等。我们将通过实例，展示如何在实际的柜体内，合理规划导线路径，避免交叉干扰，确保布线整齐、美观，便于日后维护。同时，本书还会探讨不同类型的布线设计，例如强电部分和弱电部分的隔离，以及高频信号的布线考虑。 本书还将深入探讨电气控制柜中的关键子系统，例如电源系统和保护系统。在电源系统方面，我们将讲解如何根据负载的总功率需求，选择合适的变压器、开关电源，以及如何进行电源分配和滤波，保证各部分电路获得稳定可靠的电源供应。特别会针对不同电压等级（如220V、380V）和不同电流容量的需求，提供详细的计算方法和选型指导。在保护系统方面，我们将重点阐述各种保护元器件（如断路器、熔断器、过载继电器、过压保护器、欠压保护器等）的选型原则、整定方法以及在不同故障场景下的保护机理。安全是电气控制柜设计制作的重中之重，本书将对此给予足够的重视，确保读者在设计中能够充分考虑人身安全和设备安全。 除了电路设计本身，本书还将对电气控制柜的制作工艺进行深入探讨。从柜体的选型与安装，到元器件的固定与连接，再到导线的压接与绝缘处理，每一个环节都将进行细致的讲解。我们将介绍常用的安装工具和制作技术，并提供一系列的制作技巧和注意事项，帮助读者提高制作效率和产品质量。例如，在导线端接方面，我们会讲解压接端子、螺钉固定等不同方式的优缺点，以及如何进行规范的操作，确保连接牢固可靠。对于线缆管理，我们也会介绍扎带、线槽、波纹管等辅助材料的应用，以及如何做到整洁有序的布线。 在电子技术飞速发展的今天，PLC（可编程逻辑控制器）已经成为电气控制柜的核心大脑。本书将花费相当篇幅，系统性地介绍PLC的基础知识、硬件组成、指令系统以及PLC在电气控制柜中的应用。读者将学习到如何根据控制需求，选择合适的PLC型号，并了解PLC的输入输出模块（I/O模块）、通信模块等关键组成部分。通过大量的实例，我们将演示如何使用PLC来实现复杂的控制逻辑，包括梯形图、指令表、功能块图等编程语言的应用。我们会重点讲解PLC的接线方式、编程调试技巧，以及如何利用PLC实现数据采集、远程监控等高级功能。 本书的特色之一，在于其极强的实践指导性。我们深知，理论学习固然重要，但只有结合实际操作，才能真正掌握电气控制柜的设计制作技能。因此，本书在内容编排上，力求将理论知识与实践经验相结合。每一章节的讲解，都配有大量的图示、表格和实际案例，让抽象的理论变得直观易懂。例如，在讲解某个电路设计时，我们不仅会给出原理图，还会附带实际的柜内布线图和元器件清单，甚至可能包含一些实物照片，让读者能够“所见即所得”。同时，本书还注重引导读者进行独立思考和动手实践，鼓励读者在阅读过程中，尝试自己绘制简单的电路图，或者在脑海中模拟实际的接线过程。 对于读者而言，《电气控制柜设计制作——电路篇》将是一本不可多得的宝藏。它能够帮助初学者快速入门，建立起扎实的理论基础和实践能力；能够帮助有经验的技术人员，拓宽知识视野，掌握更先进的设计理念和制作技巧；也能够为院校师生，提供一个全面、系统的学习平台，为未来的工业自动化事业培养合格人才。本书的内容涵盖了从元器件选型、原理图设计、布线图绘制、PLC编程到实际制作工艺等电气控制柜设计的全过程，是一本真正意义上的“全能手册”。 总而言之，《电气控制柜设计制作——电路篇》将以其详实的内容、清晰的逻辑、丰富的案例和实用的指导，成为您在电气控制领域探索与实践的得力助手。它将帮助您理解并掌握电气控制柜的核心奥秘，为构建更智能、更高效的工业自动化系统奠定坚实的基础。本书的出版，不仅仅是知识的传递，更是对工业自动化进步的贡献，旨在激发更多人的创造力，共同推动工业的智能化发展。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，是一种循序渐进的“能力建构”过程，而非简单的知识灌输。我发现，当我读完关于继电器逻辑控制的那几章后，再去阅读关于PLC接口的介绍时，大脑中已经自动构建了一个“逻辑层级”的思维模型。作者非常聪明地将传统继电器控制的思维方式，巧妙地迁移到了数字化控制的逻辑构建上，使得从强电到弱电的过渡几乎没有产生任何认知上的断层。对于我这种既想巩固传统电气知识，又想向自动化进阶的工程师来说，这种“兼容并蓄”的编排策略简直是量身定制。它让我明白，无论技术如何发展，底层的电气原理和安全规范永远是基石。整本书读下来，我感觉自己的技术栈得到了一个非常扎实的“加固”，不再是零散知识点的堆砌，而是一个结构完整、逻辑自洽的专业知识体系。

评分☆☆☆☆☆

这本《电气控制柜设计制作——电路篇》给我的感觉，就像是拿到了一份失传已久的武林秘籍，里面详细记载了如何驾驭电能的精髓。我记得我刚翻开这本书的时候，首先吸引我的是它那严谨的逻辑结构，每一个章节的过渡都显得那么自然而然，仿佛作者早已为我铺设好了一条通往精通的康庄大道。书中的图例分析，那简直是教科书级别的存在，每一个符号、每一个连接点，都解释得透彻入微，让我这个在实际操作中经常会因为一个细微的接线错误而焦头烂额的新手，找到了久违的自信。特别是关于继电器和接触器的选型与应用部分，作者不仅给出了理论公式，更结合了大量实际工程案例，让我明白“为什么”要这么选，而不是简单地告诉你“应该”怎么做。这种深度解析的写作方式，使得枯燥的电路理论瞬间变得生动起来，仿佛作者正坐在我对面，手把手地教我如何绘制一张既美观又实用的控制图纸。读完第一部分，我最大的感受就是，这本书真正做到了将理论与实践无缝对接，完全没有那种‘纸上谈兵’的空泛感。

评分☆☆☆☆☆

让我印象极其深刻的是作者在讲解元器件选型背后的“潜规则”时所展现出的那种职业操守和深厚底蕴。很多教材会告诉你，某个电阻的阻值是多少，某个电容的容量是多少，但这本书却深入探讨了“为什么是这个值”。比如，在讨论控制回路的抗干扰能力时，作者花了相当篇幅去解释滤波电容的等效串联电阻（ESR）参数是如何影响瞬时电压跌落时的信号稳定性的。这种对细节的执着追求，显示了作者对工程质量的极致要求。他仿佛在提醒每一位读者：电路设计不仅仅是搭积木，它是一门艺术，需要在满足功能性的前提下，追求极致的可靠性与长期稳定性。这本书不仅教会了我如何“做”一个控制柜，更重要的是，它塑造了我对“优秀”控制柜的认知标准。它让我开始关注那些在标准之外，却能决定设备生死存亡的微小参数。

评分☆☆☆☆☆

这本书的版式设计和配图质量，简直是业界良心。通常这种技术书籍的插图都显得粗糙且模糊，但《电气控制柜设计制作——电路篇》在这方面做得极其考究。每一次对复杂电路的剖析，都会配上清晰度极高的示意图，线条流畅，标记准确无误。我有一个习惯，就是喜欢把书本上的原理图和实际接线图进行对比学习，而这本书的图示对比性极强。例如，讲解到三相异步电动机的启保停电路时，原理图和实际端子排的接线图并置出现，中间还穿插着关键节点的电压测试点说明。这种多维度、立体化的呈现方式，大大缩短了我理解和记忆的路径。我敢说，对于那些需要进行现场施工或故障诊断的人员来说，这本书的图文结合的功力，比市面上许多厚得像砖头的参考手册都要管用得多。它真正做到了让读者“看得懂、画得出、测得准”。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我对这种专业性极强的书籍是抱有戒心的，担心内容过于晦涩难懂，充斥着让人望而生畏的公式和黑话。然而，这本书的叙事风格却出乎意料的平易近人，它没有用那种高高在上的姿态俯视读者，反而像一位经验丰富的老工程师，耐心地跟你分享他的“踩坑”心得。我尤其欣赏作者在讲解保护电路部分时所采用的叙事手法。他没有简单罗列标准，而是通过分析几种典型的故障场景——比如电机过载、短路、缺相——来引导读者理解为什么要设置这些保护措施，以及不同保护元件之间的协作关系。这种基于“问题驱动”的讲解方式，极大地激发了我的求知欲。我甚至能想象出在某个炎热的午后，作者在车间里调试设备时，突然灵光一闪，将这个实战经验凝练成文字的场景。这本书的价值，不在于它提供了多少标准答案，而在于它教会了你一套系统性的排查和设计思维框架。